 |
8 inci GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate 110 111 110 untuk Reaktor MOCVD Atau Aplikasi Energi RF
Detail produk:
| Tempat asal: | Cina |
| Nama merek: | ZMSH |
| Nomor model: | GaN pada Si |
Syarat-syarat pembayaran & pengiriman:
| Waktu pengiriman: | 2-4 minggu |
|---|---|
| Syarat-syarat pembayaran: | T/T |
|
Informasi Detail |
|||
| Kekerasan Mekanis: | 9 Moh | Modulus Muda: | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) |
|---|---|---|---|
| Metode Pertumbuhan Epitaksial: | MOCVD, HVPE, MBE | Suhu Pertumbuhan: | 1000-1200°c |
| Konduktivitas termal: | 130-170 W/m·K | Panjang gelombang emisi: | 365-405 nm (UV/Biru) |
| Resistivitas: | 10⁻³-10⁻² Ω·cm | Konsentrasi Elektron: | 10¹⁶-10¹⁹ cm⁻³ |
| Menyoroti: | 8 inci GaN-on-Si Epitaxy si substrat,GaN-on-Si Epitaxy Si Substrate |
||
Deskripsi Produk
8inch GaN-on-Si Epitaxy si substrate ((110 111 110) untuk Reaktor MOCVD atau aplikasi energi RF
8 inci GaN-on-Si Epitaxy abstrak
Proses epitaksi 8-inci GaN-on-Si melibatkan pertumbuhan lapisan gallium nitrida (GaN) pada substrat silikon (Si), yang berdiameter 8 inci.,Konduktivitas termal, dan sifat bandgap yang luas dengan skalabilitas dan efisiensi biaya silikon. Bagian penting dari struktur ini adalah lapisan penyangga epitaxial,yang mengelola ketidakcocokan kisi dan perbedaan ekspansi termal antara GaN dan Si, memastikan integritas dan kinerja lapisan GaN. Teknologi ini sangat penting untuk memproduksi elektronik daya efisiensi tinggi, perangkat RF, dan LED,menawarkan keseimbangan antara kinerja dan biaya, dan semakin banyak digunakan dalam manufaktur semikonduktor skala besar karena kompatibilitasnya dengan proses silikon yang ada.
8 inci GaN-on-Si Epitaxy sifat
Sifat-sifat material
-
Bandgap lebar: GaN adalah semikonduktor bandgap lebar dengan energi bandgap 3,4 eV. Properti ini memungkinkan perangkat berbasis GaN untuk beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi, suhu,dan frekuensi dibandingkan dengan perangkat berbasis silikon tradisionalBandgap yang luas juga menyebabkan tegangan pemecahan yang lebih tinggi, membuat GaN-on-Si ideal untuk aplikasi bertenaga tinggi.
-
Mobilitas Elektron Tinggi dan Kecepatan Kejenuhan: GaN menunjukkan mobilitas elektron yang tinggi (biasanya sekitar 2000 cm2/Vs) dan kecepatan jenuh yang tinggi (~ 2,5 x 107 cm/s).yang penting untuk perangkat RF dan transistor daya.
-
Konduktivitas Termal Tinggi: GaN memiliki konduktivitas termal yang lebih baik dibandingkan dengan silikon, yang membantu dalam disipasi panas yang efisien.Hal ini sangat penting dalam perangkat bertenaga tinggi di mana manajemen termal sangat penting untuk menjaga kinerja dan keandalan perangkat.
-
Medan listrik kritis tinggi: medan listrik kritis GaN adalah sekitar 3,3 MV / cm, secara signifikan lebih tinggi dari silikon. Ini memungkinkan perangkat GaN untuk menangani medan listrik yang lebih tinggi tanpa rusak,berkontribusi pada efisiensi dan kepadatan daya yang lebih tinggi dalam elektronik daya.
Sifat Struktural dan Mekanis
-
Ketidaksesuaian dan Ketegangan Jati: Salah satu tantangan dalam epitaxy GaN-on-Si adalah ketidakcocokan kisi yang signifikan antara GaN dan Si (sekitar 17%).yang dapat menyebabkan dislokasi dan cacatNamun, kemajuan dalam teknik pertumbuhan epitaxial, seperti penggunaan lapisan penyangga dan strategi manajemen ketegangan, telah mengurangi masalah ini,yang memungkinkan produksi wafer GaN-on-Si berkualitas tinggi.
-
Membungkukkan dan Mengelilingi Wafer: Karena perbedaan koefisien ekspansi termal antara GaN dan Si, stres termal dapat menyebabkan lenturan atau penyimpangan wafer selama proses pertumbuhan epitaxial.Deformasi mekanis ini dapat mempengaruhi langkah-langkah pembuatan perangkat berikutnyaMengontrol kondisi pertumbuhan dan mengoptimalkan lapisan buffer sangat penting untuk meminimalkan efek ini dan memastikan datarnya wafer.
Sifat Listrik dan Kinerja
-
Tegangan High Breakdown: Kombinasi jarak lebar GaN dan medan listrik kritis yang tinggi menghasilkan perangkat dengan tegangan pemecahan yang tinggi.memungkinkan mereka untuk menangani tegangan dan arus yang lebih tinggi dengan efisiensi dan keandalan yang lebih besar.
-
Rintangan Rendah: Perangkat GaN-on-Si biasanya menunjukkan resistensi on yang lebih rendah dibandingkan dengan rekan-rekan berbasis silikon.terutama dalam aplikasi power switching.
-
Efisiensi dan Kapadatan Daya: Teknologi GaN-on-Si memungkinkan pengembangan perangkat dengan kepadatan daya dan efisiensi yang lebih tinggi.di mana mengurangi ukuran dan meningkatkan kinerja adalah tantangan berkelanjutan.
Biaya dan Skalabilitas
Salah satu keuntungan utama menggunakan substrat silikon 8 inci untuk epitaksi GaN adalah skalabilitas dan pengurangan biaya.Substrat silikon tersedia secara luas dan lebih murah dibandingkan dengan substrat lain seperti safir atau silikon karbida (SiC)Kemampuan untuk menggunakan wafer 8-inci yang lebih besar juga berarti lebih banyak perangkat dapat diproduksi per wafer, yang mengarah pada ekonomi skala dan biaya produksi yang lebih rendah.
| Kategori parameter | Parameter | Nilai/Jangkauan | Pengamatan |
| Sifat-sifat material | Bandgap GaN | 3.4 eV | Semikonduktor bandgap lebar, cocok untuk suhu tinggi, tegangan tinggi, dan aplikasi frekuensi tinggi |
| Bandgap Si | 1.12 eV | Silikon sebagai bahan substrat menawarkan efisiensi biaya yang baik | |
| Konduktivitas Termal | 130-170 W/m·K | Konduktivitas termal lapisan GaN; substrat silikon adalah sekitar 149 W/m·K | |
| Mobilitas Elektron | 1000-2000 cm2/V·s | Mobilitas elektron pada lapisan GaN, lebih tinggi daripada pada silikon | |
| Konstan Dielektrik | 9.5 (GaN), 11.9 (Si) | Konstan dielektrik GaN dan Si | |
| Koefisien Ekspansi Termal | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Ketidakcocokan dalam koefisien ekspansi termal GaN dan Si, berpotensi menyebabkan stres | |
| Konstan kisi | 3.189 Å (GaN), 5.431 Å (Si) | Ketidaksesuaian konstan kisi antara GaN dan Si, berpotensi menyebabkan dislokasi | |
| Densitas Dislokasi | 108-109 cm−2 | Kapadatan dislokasi khas pada lapisan GaN, tergantung pada proses pertumbuhan epitaxial | |
| Kekerasan Mekanis | 9 Mohs | Kekerasan mekanik GaN, memberikan ketahanan terhadap keausan dan daya tahan | |
| Spesifikasi Wafer | Diameter Wafer | 2, 4, 6, 8 inci. | Ukuran umum untuk GaN pada wafer Si |
| Ketebalan lapisan GaN | 1-10 μm | Tergantung pada kebutuhan aplikasi khusus | |
| Ketebalan substrat | 500-725 μm | Ketebalan khas substrat silikon untuk kekuatan mekanik | |
| Keropositas permukaan | < 1 nm RMS | Keruwetan permukaan setelah dipoles, memastikan pertumbuhan epitaxial berkualitas tinggi | |
| Ketinggian langkah | < 2 nm | Ketinggian langkah di lapisan GaN, mempengaruhi kinerja perangkat | |
| Wafer Bow | < 50 μm | Wafer bow, mempengaruhi kompatibilitas proses | |
| Sifat Listrik | Konsentrasi Elektron | 1016-1019 cm−3 | konsentrasi doping tipe n atau tipe p di lapisan GaN |
| Resistivitas | 10−3-10−2 Ω·cm | Resistivitas khas lapisan GaN | |
| Penghancuran medan listrik | 3 MV/cm | Kekuatan medan pemecahan tinggi di lapisan GaN, cocok untuk perangkat tegangan tinggi | |
| Sifat Optik | Panjang gelombang emisi | 365-405 nm (UV/biru) | Panjang gelombang emisi bahan GaN, yang digunakan dalam LED dan laser |
| Koefisien penyerapan | ~ 104 cm−1 | Koefisien penyerapan GaN dalam kisaran cahaya tampak | |
| Sifat Termal | Konduktivitas Termal | 130-170 W/m·K | Konduktivitas termal lapisan GaN; substrat silikon adalah sekitar 149 W/m·K |
| Koefisien Ekspansi Termal | 50,6 ppm/°C (GaN), 2,6 ppm/°C (Si) | Ketidakcocokan dalam koefisien ekspansi termal GaN dan Si, berpotensi menyebabkan stres | |
| Sifat Kimia | Stabilitas Kimia | Tinggi | GaN memiliki ketahanan korosi yang baik, cocok untuk lingkungan yang keras |
| Pengolahan Permukaan | Bebas debu, bebas kontaminasi | Persyaratan kebersihan untuk permukaan wafer GaN | |
| Sifat Mekanis | Kekerasan Mekanis | 9 Mohs | Kekerasan mekanik GaN, memberikan ketahanan terhadap keausan dan daya tahan |
| Modulus Young | 350 GPa (GaN), 130 GPa (Si) | Modulus Young dari GaN dan Si, mempengaruhi sifat mekanik perangkat | |
| Parameter Produksi | Metode Pertumbuhan Epitaxial | MOCVD, HVPE, MBE | Metode pertumbuhan epitaxial umum untuk lapisan GaN |
| Tingkat Hasil | Tergantung pada kontrol proses dan ukuran wafer | Hasilnya dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kepadatan dislokasi dan busur wafer | |
| Suhu Pertumbuhan | 1000-1200°C | Suhu khas untuk pertumbuhan epitaxial lapisan GaN | |
| Tingkat pendinginan | Pendinginan terkontrol | Tingkat pendinginan biasanya dikendalikan untuk mencegah stres termal dan wafer busur |
Aplikasi 8 inci GaN-on-Si Epitaxy
8-inci GaN-on-Si (Gallium Nitride on Silicon) epitaxy adalah teknologi transformatif yang telah memungkinkan kemajuan yang signifikan dalam berbagai aplikasi berkinerja tinggi.Integrasi GaN pada substrat silikon menggabungkan sifat GaN yang unggul dengan efisiensi biaya dan skalabilitas silikonBerikut ini adalah aplikasi utama dari 8-inci GaN-on-Si epitaxy:
1.Elektronika Daya
-
Transistor Daya: GaN-on-Si semakin banyak digunakan dalam transistor daya, seperti Transistor Mobilitas Elektron Tinggi (HEMT) dan Transistor Efek Medan Metal-Oksida-Semikonduktor (MOSFET).Transistor ini mendapat manfaat dari mobilitas elektron GaN yang tinggi, tegangan pemecahan tinggi, dan resistensi rendah, menjadikannya ideal untuk konversi daya yang efisien dalam aplikasi seperti pusat data, kendaraan listrik (EV), dan sistem energi terbarukan.
-
Konverter Daya: Kinerja GaN-on-Si yang unggul dalam switching frekuensi tinggi memungkinkan pengembangan konverter daya yang kompak dan efisien.Konverter ini sangat penting dalam aplikasi mulai dari adaptor dan pengisi daya AC / DC hingga catu daya industri dan inverter fotovoltaik.
-
Inverter untuk Energi Terbarukan: Inverter GaN-on-Si digunakan dalam sistem tenaga surya dan turbin angin.Kemampuan mereka untuk beroperasi pada frekuensi dan tegangan yang lebih tinggi sambil meminimalkan kerugian energi mengarah pada generasi energi terbarukan yang lebih efisien dan dapat diandalkan.
2.Aplikasi Frekuensi Radio (RF)
-
Penguat Daya RF: GaN-on-Si banyak digunakan dalam amplifier daya RF karena kemampuannya untuk beroperasi pada frekuensi tinggi dengan efisiensi tinggi.termasuk stasiun dasar 5G, komunikasi satelit, dan sistem radar.
-
Amplifier Low-Noise (LNA): Dalam aplikasi RF, LNA berbasis GaN-on-Si digunakan untuk memperkuat sinyal lemah tanpa menambahkan kebisingan yang signifikan, meningkatkan kepekaan dan kinerja sistem komunikasi.
-
Sistem Radar dan Pertahanan: Kepadatan daya dan efisiensi tinggi GaN-on-Si membuatnya cocok untuk aplikasi radar dan pertahanan, di mana operasi berkinerja tinggi dan dapat diandalkan sangat penting.
3.Optoelektronika
-
Dioda Pemancar Cahaya (LED): Teknologi GaN-on-Si digunakan dalam produksi LED, terutama untuk teknologi pencahayaan dan tampilan umum.Skalabilitas wafer 8 inci memungkinkan pembuatan LED kecerahan tinggi yang hemat biaya yang digunakan dalam berbagai aplikasi konsumen dan industri.
-
Laser Diode: GaN-on-Si juga digunakan dalam pengembangan dioda laser, yang digunakan dalam penyimpanan optik, komunikasi, dan perangkat medis.Kombinasi efisiensi tinggi GaN dan skalabilitas silikon membuat perangkat ini lebih mudah diakses dan terjangkau.
4.Kendaraan Listrik dan Otomotif
-
Pengisi daya dan Inverter Onboard: Perangkat GaN-on-Si merupakan bagian integral dari pengisi daya dan inverter internal yang digunakan dalam kendaraan listrik.berkontribusi pada jarak berkendara yang lebih panjang dan waktu pengisian yang lebih cepat.
-
Sistem Bantuan Pengemudi Lanjutan (ADAS): Operasi frekuensi tinggi dan efisiensi GaN-on-Si sangat berharga dalam ADAS, yang bergantung pada teknologi radar dan LiDAR untuk memberikan data real-time untuk mengemudi yang lebih aman.
5.Pusat Data dan Server
-
Unit Pasokan Listrik (PSU): Teknologi GaN-on-Si digunakan dalam PSU untuk pusat data dan server, menawarkan efisiensi yang lebih tinggi dan produksi panas yang lebih rendah dibandingkan dengan catu daya berbasis silikon tradisional.Hal ini mengarah pada biaya pendinginan yang lebih rendah dan peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan.
-
Pengelolaan Tenaga Efisiensi Tinggi: Ukuran kompak dan efisiensi perangkat GaN-on-Si membuatnya ideal untuk sistem manajemen daya canggih di pusat data, di mana efisiensi energi dan keandalan sangat penting.
6.Elektronik Konsumen
-
Pengecas Cepat: GaN-on-Si semakin banyak digunakan dalam pengisi daya cepat untuk smartphone, laptop, dan perangkat portabel lainnya.mengurangi waktu pengisian.
-
Adaptor Daya: Ukuran kompak dan efisiensi tinggi adaptor daya berbasis GaN-on-Si membuat mereka pilihan yang disukai untuk elektronik konsumen, yang mengarah ke solusi pengisian daya yang lebih portabel dan hemat energi.
7.Telekomunikasi
-
Stasiun Basis: GaN-on-Si sangat penting untuk penguat daya yang digunakan di stasiun pangkalan 5G. Teknologi ini mendukung frekuensi yang lebih tinggi dan efisiensi yang lebih besar,memungkinkan penyebaran jaringan komunikasi yang lebih cepat dan lebih dapat diandalkan.
-
Komunikasi Satelit: Kemampuan daya dan frekuensi tinggi dari perangkat GaN-on-Si juga bermanfaat dalam sistem komunikasi satelit, meningkatkan kekuatan sinyal dan kecepatan transmisi data.
Kesimpulan
Aplikasi 8-inci GaN-on-Si epitaxy mencakup berbagai industri, dari elektronik daya dan telekomunikasi hingga optoelektronika dan sistem otomotif.Kemampuannya untuk menggabungkan kinerja tinggi dengan manufaktur hemat biaya membuatnya menjadi pengaktif utama teknologi generasi berikutnya, mendorong inovasi di berbagai sektor dengan permintaan tinggi.
Foto 8 inci GaN-on-Si Epitaxy
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa kelebihan gallium nitride dibandingkan silikon?
A:Gallium Nitride (GaN) menawarkan keuntungan signifikan dibandingkan Silicon (Si) karena bandgapnya yang luas, mobilitas elektron yang lebih tinggi, dan konduktivitas termal yang lebih baik.Sifat ini memungkinkan perangkat GaN untuk beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi, suhu, dan frekuensi dengan efisiensi yang lebih besar dan kecepatan switching yang lebih cepat. GaN juga memiliki tegangan pemecahan yang lebih tinggi, resistensi on yang lebih rendah, dan dapat menangani kepadatan daya yang lebih tinggi,membuatnya ideal untuk elektronik daya, aplikasi RF, dan operasi frekuensi tinggi, di mana kompak, efisiensi, dan manajemen termal sangat penting.